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陽離子聚丙烯酰胺和傳統的水溶膠型、乳液和粉粒度聚丙烯酰胺在技術和產品具有工藝簡單、無二次污染,溶解速度和使用方便等特點。實際應用表明,該產品在10分鐘可以完全溶解,沒有浮動結塊現象;高效和有效的加量,阻力小,鹽污染能力強,能顯著提高污水處理和脫水效率。

水是分布式PAM水溶性高分子領域的高新技術,由于其生產原料、工藝過程和產品形式完全滿足綠色化學的發展方向,并有一個簡單的流程和優異的性能、應用領域廣泛等特點,在1990年代在日本出來了,受到了國際專家特別關注,成為發展快,水性樹脂應用廣泛的研究和發展方向的熱點。我國大學的親戚在這方面進行了一些研究,但尚未取得了實質性的應用程序,而國際當前水平有距離

聚丙烯酰胺產品可用作造紙助劑，是由丙烯酰胺與改性劑經共聚而成的水溶性線型高分子電解質。在造紙過程中可以與紙漿分散相通過各種機械、物理、化學作用形成架橋、環袋、使纖維和填料互相牽連，以提高紙的強度。另外助劑分子的極性基團，特別是陽離子基團與紙漿微細纖維中的陰性基團和滑石粉等通過吸附、環袋作用形成聚集體而沉留在紙頁上。又由于助劑中季銨型基團能降低聚集體、纖維、滑石粉的表面張力、減少與水分子的接觸角，使水分子受應力作用更容易脫離抄紙網部。
使用方法：
1、容器材質：塑料、搪瓷或不銹鋼；
2、稀釋倍數：15-25倍；
3、稀釋方法：先備好一定量的稀釋用水，邊攪拌邊倒入經計量的多功能造紙助劑，攪拌速度不大于60轉/分，攪拌時間10-15分；
4、施加位置：網前流漿槽內；
5、施加方法：連續勻速按計算流量施加；
6、建議用量：10-30kg多功能造紙助劑/ t干漿；
注意事項：
1、不經實驗不能與其它品牌助劑混合使用；
2、稀釋用水和容器必須保持清潔；
3、聚丙烯酰胺應貯存于陰涼、通風處，避免陽光曝曬；
4、本品屬化學制劑，不可食用。沾污人體及衣物可用水洗去；
5、貯存時間：三個月。

聚丙烯酰胺可以廣泛應用于各種水處理，特別是對大面積污染水面的處理效果十分明顯，隨著現代化的發展，許多工業污染物和生活污染物被排放至湖面、池塘等水體中，輕者危害水中的微生物，重者造成人畜中毒傷亡。大面積水面被污染后，因水處理的成本較高、效果不顯著，一直沒有好辦法。

    現有聚丙烯酰胺絮凝劑是一種大分子化合物，可用于生產食糖的添加劑，但沒有用簡單的操作就可以應用于大面積水體的污染治理的辦法。聚丙烯酰胺處理大面積水面污染是一種廉價、有效的方法。

    聚丙烯酰胺處理污染水面方法的技術方案，有以下特點：

    a、將聚丙烯酰胺直接噴灑于被污染的水面；

    b、而后清除浮起的污物。

    上述被污染的水面包括池塘水、湖水有益效果。

 聚丙烯酰胺(Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ,簡稱ＰＡＭ)是丙烯酰胺(Ａｃｒｙｌａｍ ｉｄｅ,簡稱ＡＭＤ)及其衍生物的均聚物和共聚物的總稱。 ＰＡＭ產品可分為陰離子、陽離子和非離子等類型,其分子可分為網狀和線型。因為它 具有獨特的化學和物理性質,現已廣泛用于污水及飲用水處理、造紙、石油開采、礦冶、建 材、紡織等行業。與土壤有關的ＰＡＭ應用主要有兩種,一種為陽離子網狀ＰＡＭ,它是一種 高吸水性樹脂,可用做農田保水劑。另外一種就是陰離子線型ＰＡＭ,因其分子鏈長等特征, 用作土壤改良劑,在控制土壤侵蝕、防止水土流失方面起到了重要的作用。眾多試驗表明,Ｐ ＡＭ可有效的改善土壤結構,增加大團聚體數目,降低土壤容重,提高滲透率,增加土壤的含水 量,提高土壤抗蝕能力,進而提高作物產量。概括說來,ＰＡＭ具有保土、保水、保肥和增產的 四大效應。 1 、 ＰＡＭ的作用機理及影響因素ＰＡＭ對土壤的改良效果主要是通過土壤對聚合物的 吸收來實現的。陰離子ＰＡＭ帶有與土壤表面相同的負電荷,本應與土壤顆粒相斥,但是它卻 能夠通過陽離子橋的作用與土壤相結合。土壤中的二價陽離子(如Ｃａ2+)可以分別結合土壤 顆粒表面和陰離子ＰＡＭ的負相,形成陽離子橋,即ＰＡＭ＿Ｃａ2+＿土壤顆粒[1]。土壤顆粒 對ＰＡＭ的吸收程度取決于ＰＡＭ和土嚷的性質。 通常,主要的影響因素有ＰＡＭ的分子量、 離子度以及土壤中陽離子的含量。 1 .1 ＰＡＭ分子量影響分子量高分子鏈長的聚合物,在分散土壤細粒間的橋鍵作用和在 團粒外表面形成保護網的作用較強,因此在水土保持方面的效果比分子量低的聚合物好,但分 子量過高,分子不易在土層中擴散和對流,限制改良土層深度,并容易在土壤表面形成高分子 膠結土壤的膜狀薄層,反而減弱土壤的滲透性[2]。因此,應根據不同土質選擇適合分子量的Ｐ ＡＭ。

一般來說,砂土通常選擇高分子量ＰＡＭ(18ｍｇ/ｍｏｌ),而質地較密實的壤土可以選 擇分子量較低的ＰＡＭ(6ｍｇ/ｍｏｌ)[3]。 1 .2 ＰＡＭ離子度影響在ＰＡＭ分子量相同的情況下,離子度是影響陽離子橋形成的重 要因素。高離子度能引起聚合物分子之間的相互排斥,致使聚合物分子鏈互相纏繞,降低土粒 對其的吸收程度。而具有一定的陰離子度是ＰＡＭ能夠被土粒吸收的先決條件,所以實際采 用的是離子度 20%～30%的ＰＡＭ[3]。 1 .3 土壤中陽離子影響通常,聚丙烯酰胺在自來水介質中施用,對土壤的最終滲透率、 累積 滲透率和流失量的改善程度都優于在去離子水介質中施用。 這是因為多價金屬陽離子能夠影 響聚合物分子和分散土粒間的吸附作用,由于靜電排斥,陰離子聚合物分子很難在負電性的分 散土粒表面吸附,改良土壤的作用不明顯,多價金屬陽離子在兩者之間形成橋狀化學鍵,促進 了陰離子聚合物分子的吸附。 2 、 ＰＡＭ對土壤物理性狀的影響土壤顆粒對ＰＡＭ的吸收,有效地改善了土壤的物理性 狀,增加土壤水穩性團粒數目、降低土壤容重、提高滲透性和孔隙度,提高土壤的水分含量, 維系了良好的土壤結構。 2. 1 容重隨ＰＡＭ施用量的增大,土壤容重呈下降趨勢。

當ＰＡＭ施用量從 0. 010%增至 0 .200%時,實驗室中赤紅壤容重比未加入ＰＡＭ(對照)時減少 0. 25～0 .26ｇ/ｃｍ3[4];當Ｐ ＡＭ用量為 0. 75～1 .25ｇ/ｃｍ2 時可使陜西田間重壤土容重平均下降Ｏ .068ｇ/ｃｍ3[5]。 2. 2 孔隙度隨著ＰＡＭ的增加,田間試驗的土壤毛管孔隙度和總孔隙度都呈上升趨勢[5], 但實驗室試驗的土壤凋萎系數增幅不大 2 .3 土壤結構龍明杰等施用濃度為 0 .025～0 .050%的ＰＡＭ,赤紅壤的水穩性團粒含量 比對照增加了 29 .74%～39. 78%[4];員學鋒等發現,當ＰＡＭ用量為 0 .25～1. 25ｇ/ｃｍ2 時團 聚體總量(>0 .25ｍｍ)平均增加 30. 2%,從而起到疏松土壤、 減緩土壤水分蒸發,調節土壤的水 肥氣狀況的作用。 2 .4 水分施加濃度為 0 .025%～0 .050%的ＰＡＭ,土壤的毛管水量比對照增加 3 .7%～ 18 .6%,表層土水分百分含量增加 3. 0%～11. 6%。介曉磊等在黃潮土中施入ＰＡＭ,在 0～80 ｋＰａ吸力范圍內土壤持水量隨聚合物用量的增加而增大,同時增加了有效水含量。于曉光 等專門對砂土進行了試驗,結果表明,施用聚丙烯酰胺可以縮短水分滲入土壤的時間,加速水 分滲入土壤的速度,減少土壤水分滲出量,抑制土壤水分蒸發。 因此,在田間施用聚丙烯酰胺將 有助于減少降雨后的地面徑流和深層滲漏,增強土壤的持水能力和保水性能。施用聚丙烯酰 胺還可以減緩土壤密度的增大,避免土壤緊實板硬,從而保持土壤良好的疏松結構,這將有助 于作物的生長發育。 2 .5 滲透性在ＰＡＭ施用量從 0 .010%增至 0 .200%時,土壤的滲透系數比對照增加 1. 07～5 .35×0.0001ｃｍ/ｓ。Ｇｒｅｅｎ等考察了三種離子度(20%、30%、40%),三種分子量 (6、12、18ｍｇ/ｍｏｌ)的ＰＡＭ對三種質地的土壤(砂土、壤土、黏土)作用的滲透率變化, 得出離子度 20%～30%時,不同分子量的ＰＡＭ對不同質地的土壤均有很好的效果,平均可以 提高這些土壤的滲透率 3～5 倍[3]。 Ｂｅｎ＿Ｈｕｒ在室內模擬降雨條件下,研究了 25%傾角 上應用ＰＡＭ提高滲透率的情況,結果表明,在ＰＡＭ施用 50 和 75ｋｇ ｈａ時,滲透率為 28 ｍｍ ｈ,而此時,對照試驗的滲透率為 8ｍｍ ｈ[8]。Ｓａｎｔｏｓ用ＰＡＭ對地中海土壤進 行連續和階段地溝灌試驗發現,兩種情況下累積滲透分別增加了 20%和 14%,并認為ＰＡＭ有 很好的改善表層土壤結構,增加滲透率的作用,同時能夠在田間管理中節省人力,應用安全。

 ＰＡＭ的保土、保水、保肥、增產作用ＰＡＭ通過對土壤結構的改善,增加了土壤 水穩性團粒數量,增強了土壤的透氣、滲透性能,減少了地表徑流,有效地增強了土壤的抗蝕能 力,使ＰＡＭ處理過的土壤具有很好的保水、保土、保肥、增產的作用。 3 .1 保土ＰＡＭ處理過的土壤表面緊密的結構和較高的團聚體穩定性有效抑制了土粒 的分散,可以有效地防止土壤的侵蝕[10]。 Ｌｅｖｙ等利用小型水道進行了針對壤土和黏土的 ＰＡＭ溝灌試驗。 試驗中,壤土的滲透率減少了 59%,而黏土減少了 22%,這主要是由于具有不 穩定結構、窄孔隙的壤土比黏土更易被沉積物阻塞。試驗還表明,ＰＡＭ處理有效地減少了 流水侵蝕[11]。Ｋｒｉｓｔｉａｎ等在實驗室建立了噴淋灌溉系統,水滴降落在傾角為 2 4% 的壤土層上。2ｋｇ/ｈａ的ＰＡＭ在第一次 20ｍｍ的灌溉中就比對照降低徑流 70%,減少土 壤流失 75%。由此可見,ＰＡＭ有效地減少了徑流和侵蝕,且對侵蝕的控制比對徑流更有效 [12]。 Ｌｅｎｔｚ等使用兩種土壤改良劑對Ｐｏｒｔｎｅｕｆ砂壤土進行灌溉,發現陰離子Ｐ ＡＭ比陰離子淀粉共聚物在控制土壤侵蝕上有更好的效果。 在以 5～20ｇ/ｍ3ＰＡＭ灌溉 1～ 2ｈ后,沉積物損失減少 45%～98%。低濃度ＰＡＭ經多次灌溉或是定期灌溉也能達到同樣的 效果。用湍流灌溉也不會影響到土粒對ＰＡＭ的吸收[13]。Ｌｅｖｉｎ等研究了土壤改良劑 存在條件下雨滴動能對滲透系數和土壤侵蝕的影響。 他們采用的土壤改良劑是陰離子ＰＡＭ 與磷石膏混合而成。隨著雨滴動能的增加,這種改良劑抑制土壤密封的作用也逐漸提高,這是 ＰＡＭ穩定團聚體結構,緩解因雨滴對團聚體的擊打而崩解的結果。文章還指出土壤的侵蝕 與土壤的滲透系數之間很可能不是直接相關的[14]。Ｌｅｎｔｚ和Ｓｏｊｋａ用中等離子度 的陰離子ＰＡＭ有效地控制了溝灌中的沉積物損失。未經處理的溝渠有 75%超過了沉積物 損失的最大容許值,而經ＰＡＭ處理后的溝渠只有 13%超過這一容許值。這些處理平均減少 了 94%的沉積物損失并且增加了 15%的凈滲透。

     夏海江對ＰＡＭ的保土效果進行了觀察, 結果表明,在坡度為 6°、10°、15°時,田面土壤流失量分別比對照減少 73 .8%、69. 5%、 43 .8%[16]。并且還發現ＰＡＭ有很強的抗濺蝕作用,濺蝕量隨著用量的增加而減小[17]。顧 英武在田間施用ＰＡＭ后,減少土壤侵蝕量 26. 6%～56. 9%[15]。還有研究表明,拌土撒施和 水溶液噴施兩種方法比較,減少土壤侵蝕量差異不明顯,減少的量從 57%～77%不等,15°坡施 用ＰＡＭ減少地表徑流作用明顯[19]。3 .2 保水ＰＡＭ具有很好的保水效果,在玉米生育期 的不同測定時間段內,ＰＡＭ處理過的土壤在較長時間內保持較高的水分含量,且隨濃度的增 加其保水效果增強[15]。在ＰＡＭ施用后一個汛期內,多保蓄雨水 153ｍ3/ｋｍ2,相當于一次 37 5ｍｍ降雨[18]。3 .3 保肥龍明杰等通過土壤吸附肥料實驗和土壤肥料淋溶實驗得出,Ｐ ＡＭ可以使土壤對ＮＨ4+、 Ｋ+、 ＮＯ3-、 ＰＯ43-的吸附分別增加 30. 6%～162 .6%、 .5%～ 14 20. 6%、2 .5%～16. 3%、0 .9%～21 .8%;ＮＨ4+、Ｋ+、ＮＯ3-、ＰＯ43-的淋溶下移率分別 為 40 .1%(對照為 63 .7%)、27. 6%(64 .4%)、68 .5%(77. 0%)、46 .2%(57 .0%)。由此可見,無 論土壤對肥料的吸附還是淋溶,ＰＡＭ都能夠起到不同程度的保肥作用[20]。 在農田灌溉實驗 中,ＰＡＭ的加入可以減少徑流中帶出的總磷(對照的 84%)、氮(83%)和ＢＯＤ(72%),能夠有 效地控制土壤肥分的流失[15];施用ＰＡＭ還可以降低有機質、速效氮、速效磷、速效鉀的流 失量,保肥效果最高可達 80%以上[19]。 .4 增產ＰＡＭ的增產效果顯著,當其濃度為 0 .75～ 3 1 .25ｇ/ｃｍ2 時玉米增產幅度為 11 .7%～18 .3%[5]。田間施用ＰＡＭ后增產幅度為 5%～ 10%[18]。 4 ＰＡＭ在土壤中的降解ＡＭＤ是ＰＡＭ的單體,它對溫血動物的毒性主要作用于周 圍神經,特別是坐骨神經和脛腓神經,經消化道和皮膚易于吸收,并可以在身體內累積[21]。試 驗證明ＰＡＭ水溶液會隨溫度和光照的增加而降解成為丙烯酰胺(ＡＭＤ)[22]。

      因此,研究Ｐ ＡＭ施入土壤后的降解情況對于ＰＡＭ應用的安全性是十分必要的。 Ｓｍｉｔｈ等對施加Ｐ ＡＭ的土壤徑流中ＡＭＤ進行了一系列檢測,一直未能檢測到可測含量的ＡＭＤ。這可能是 由于ＰＡＭ與可溶性顆粒結合抑制了ＰＡＭ的降解或是ＰＡＭ在土壤和光照條件下降解成 其他產物[23]。Ｌａｎｄｅ等研究發現,ＡＭＤ在土壤中的分解和遷移不會污染到地下水,因 為土壤中ＡＭＤ的分解速度和遷移速度是保持平衡的。 土壤中ＡＭＤ的降解產物為ＣＯ2 和 其他無毒性的物質。在 22℃時,25ｐｐｍ的ＡＭＤ半衰期范圍是 18～45ｈ。降低溫度和提高 ＡＭＤ濃度都會增加ＡＭＤ的半衰期[24]。 Ｓｈａｎｋｅｒ等發現 30℃時 500ｍｇ/ｋｇ的Ａ ＭＤ加入到花園土后,降解得非常迅速。5 天后,研究者已經無法檢測到ＡＭＤ單體的存在,同 時ＡＭＤ的分解產物還為土壤提供了Ｎ和Ｃ源。他們還證明了這一降解過程為生化過程 [25]。Ｇｒｕｌａ等證明ＰＡＭ不易生物降解,但在土壤環境中,ＰＡＭ可以提供微生物所需 的ＮＨ3—Ｎ,從而促進幾種假單細胞菌和硫酸鹽還原菌的生長[26]。Ｋａｙ＿Ｓｈｏｅｍａ ｋｅ報道了在酰胺酶的作用下,土壤中的ＰＡＭ可以生物轉化,同時釋放ＮＨ3—Ｎ,分解出的 單體ＡＭＤ可以在土壤中迅速降解,并為土壤微生物提供Ｃ源,使土壤中微生物數量增加 [27]。ＰＡＭ表現出來的毒性與其含有和釋放出的ＡＭＤ單體含量密切相關。多項試驗研究 證明ＰＡＭ對食品、藥物和環境是安全的。美國規定飲用水體中ＰＡＭ單體最大濃度為 0 05%。土壤系統的產品,含殘余ＡＭＤ<0 05%就可以使用[28]。 5、 ＰＡＭ的應用前景ＰＡＭ用做土壤改良劑,技術操作簡單、方便、易學、且投入少, 公頃平均需ＰＡＭ材料費僅 120～225 元;但效益大,直接增產效益及改土、保土、保水、保肥 等社會、 生態效益總值達到投入的 10～15 倍。 1994 年 “聚丙烯酰胺防治田間水土流失研究” 被列入“八五”期間遼寧省重點科技攻關項目。截止到 1998 年底,遼寧省坡耕地推廣應用Ｐ ＡＭ面積近 20 萬公頃,總(折合)經濟效益達 2 億多元[16]。1995 年 1 月,美國農業部討論了西 方國家使用ＰＡＭ控制溝渠灌溉侵蝕的臨時保護行動標準。到 1996 年,在美國西部大約有 160000 到 200000 公頃的土地得到處理,5 百萬到 1 億噸土壤得到保護[29]。我國是世界上土 壤侵蝕最為嚴重的國家之一,其范圍遍布全國各地。只要根據各地的土壤質地條件選擇合適 分子量、 用量的ＰＡＭ進行處理,不但對農作物和環境無害,還可以起到水土保持的作用,其應 用前景十分廣闊。
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